[发明专利]喷嘴综合性能测试装置

说明书

本发明为一种喷嘴综合性能测试装置，包括射流实验架，射流实验架包括顶部开口且能固定夹持靶件的作业箱体，作业箱体的上方设置喷嘴给进系统，喷嘴给进系统包括能上下移动的升降结构，升降结构上自上而下地设置有射流通道结构，射流通道结构的底部能拆卸地密封连通设置测试喷嘴；喷嘴综合性能测试装置还包括数据接收与控制单元，射流通道结构上设置有测试数据采集单元，测试数据采集单元与数据接收与控制单元电连接。该喷嘴综合性能测试装置克服现有技术中存在的测试装置测定性能单一、不能连续钻进等问题，该喷嘴综合性能测试装置操作简单，通用性和适应性强，能够实现可控的钻进。

技术领域

本发明涉及石油与天然气钻井技术领域，尤其涉及到高压水射流辅助钻井技术领域的喷嘴综合性能测试装置。

背景技术

20世纪60年代末，美国国家科学基金资助了旨在寻求一种高效的切割破岩方法的庞大研究计划，在研究人员提出的25种新方法中，高压水射流破岩被公认为最可行有效的方法。在油气资源钻探过程中，高压水射流起到辅助破岩、清岩与携岩等重要的作用，是决定钻速的重要因素；同时，高压水射流在旋转冲砂洗井、水力喷射压裂、水力脉冲空化钻井等领域的应用日益增多，已经成为油气钻探与增产的重要技术手段。

采用机械破岩时岩石表面会出现裂纹，射流将会随着这些裂纹进入岩石内部，逐渐扩大裂纹面积，使岩石快速破裂，且岩石本身拉应力较弱，从而提高破岩速度。开展高压和超高压射流动力学研究及辅助机械破岩机理研究，可为研究高压和超高压射流辅助机械破岩新钻井方法提供理论基础。近年来新型水射流理论研究及其在石油工程中的应用进展主要包括：通过自激振荡射流调制机理研究，创制了新型高效自振空化射流，发明了自激振荡射流钻头；并发明了自振旋转射流处理近井地层解堵增产增注技术和自激波动注水技术；旋转射流理论和破岩机理研究，促进了水力喷射径向水平钻井技术的发展；磨料射流特性和参数影响规律研究，优化了水力喷砂射孔参数设计，发展和完善了水力喷砂射孔技术；高压水射流深穿透水力射孔及辅助压裂可行性研究，不仅可以提高射孔和压裂效率，而且为油田(特别是低渗透油藏)增产增注提供了一种有效方法；热力射流以及液氮射流等新技术的研究也被提上了日程，相关研究已在进行中，对喷嘴的流道和结构要求推动新型喷嘴的研发。

由此可知，高压水射流技术在石油行业应用成功且广泛，而喷嘴的性能决定着高压水射流作用效果，因此，广大学者开展了大量关于喷嘴性能的研究。通过对国内外相关设备的调研，发现并没有一套通用的设备可以完成各型喷嘴的性能的测定，关于喷嘴的破岩效果、流场特征、能量转化效率等的研究均是单独进行，且均不能实现连续钻进。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种喷嘴综合性能测试装置，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种喷嘴综合性能测试装置，克服现有技术中存在的测试装置测定性能单一、不能连续钻进等问题，该喷嘴综合性能测试装置操作简单，通用性和适应性强，能够实现可控的钻进。

本发明的目的是这样实现的，一种喷嘴综合性能测试装置，包括射流实验架，所述射流实验架包括顶部开口且能固定夹持靶件的作业箱体，所述作业箱体的上方设置喷嘴给进系统，所述喷嘴给进系统包括能上下移动的升降结构，所述升降结构上自上而下地设置有射流通道结构，所述射流通道结构的底部能拆卸地密封连通设置测试喷嘴；所述喷嘴综合性能测试装置还包括数据接收与控制单元，所述射流通道结构上设置有测试数据采集单元，所述测试数据采集单元与所述数据接收与控制单元电连接。